GFRP筋和钢筋混合配筋混凝土梁的抗弯性能研究

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钢筋的腐蚀问题一直以来未能得到有效的解决。随着纤维增强聚合筋(FRP筋)的问世,学者们尝试利用FRP筋去解决这个问题。然而,FRP筋的低弹性模量,线性应变等特性导致纤维筋混凝土梁的裂缝和挠度过大,这成为影响其在工程中广泛发展的重要原因之一。  本文采用GFRP筋代替部分钢筋,组合成混合配筋混凝土梁。通过GFRP筋与混凝土试块拉拔试验以及制作3种形式混凝土梁等一系列试验对比分析混合配筋混凝土梁的抗弯性能,并结合理论研究提出以下结论:  (1)源于 GFRP筋表面硬度低,弹性模量小等自身特点,其与混凝土的粘结强度比钢筋要略低。建议钢筋与混凝土的粘结强度取为纤维筋的1.3倍左右。  (2)本文尝试一种新的端锚形式,增加筋材与混凝土之间的粘结,建议该端锚形式下的锚固长度为14d。同时提出端锚的基本锚固公式,方便后续理论研究。  (3)混合配筋混凝土梁的横截面符合平截面假定。其荷载-挠度曲线的四个阶段基本都呈线性。GFRP筋梁的荷载-挠度曲线以混凝土开裂为界分两个阶段,截面开裂后,梁的挠度和裂缝骤然增大。卸载后,GFRP筋梁的恢复能力最好。  (4)3种梁裂缝发展机理相通,荷载-裂缝曲线基本呈平行关系。并推导出混合配筋梁开裂弯矩的简化表达式。卸载后,GFRP筋梁裂缝的恢复能力较强。  (5)通过试验加理论分析,推导出混合配筋梁在少筋,适筋,超筋情况下的极限弯矩表达式,对工程实践有一定指导作用。
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